JP3475003B2 - 吸収式冷凍機のためのプレート型蒸発器 - Google Patents

吸収式冷凍機のためのプレート型蒸発器

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JP3475003B2 JP08344596A JP8344596A JP3475003B2 JP 3475003 B2 JP3475003 B2 JP 3475003B2 JP 08344596 A JP08344596 A JP 08344596A JP 8344596 A JP8344596 A JP 8344596A JP 3475003 B2 JP3475003 B2 JP 3475003B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、吸収式冷凍機に用
いるプレート型蒸発器に関する。
【0002】
【従来の技術】図1は、吸収式冷凍機1の原理を説明す
るための系統図である。再生器2では、加熱源たとえば
都市ガスによって希吸収液3が加熱され、冷媒蒸気が分
離されて濃吸収液が得られる。冷媒蒸気は凝縮器4で冷
却凝縮され冷媒液5となる。冷媒液5は、減圧弁6で減
圧され、蒸発器7で被冷却液、たとえば水を冷却し、冷
媒液自身は蒸発する。蒸発器7を減圧に保ち、冷媒液の
蒸発を促進するために冷媒蒸気は、吸収器8で再生器2
からの濃吸収液で吸収される。濃吸収液は、冷媒蒸気を
吸収して希吸収液9となり、溶液ポンプ10で加圧さ
れ、熱交換器11を介して再生器2へ送られる。再生器
2からの濃吸収液3は、減圧弁12で減圧され、熱交換
器11を介して吸収器8に送られる。吸収液が冷媒蒸気
を吸収するときに発熱するので、吸収器8は冷却水で冷
却される。蒸発器7には冷媒ポンプ11が設けられ、未
蒸発の冷媒液12が循環される。
【0003】従来技術の典型的な蒸発器は、冷媒液が上
部から噴霧され、その下に水平多管式の被冷却液管が設
けられ、その被冷却液管の外側を冷媒液が滴下しながら
蒸発し、その蒸発潜熱によって被冷却液を冷却する。こ
の方式の蒸発器では、伝熱面積を大きくするために被冷
却液管を密に設けねばならず、このため被冷却液管の間
隔を狭くする必要がある。一方、被冷却液管の間は、蒸
発器から吸収器へ向かう冷媒蒸気が流れる。冷媒蒸気の
流速は、最も吸収器寄りが最大で、一般に50m/sを
超えると抵抗が増え、蒸発器の性能が低下する。したが
って被冷却液管の間隔は、一般に冷媒蒸気流速が50m
/sを超えないように設計されており、このため単位断
面積当りの被冷却液管の数が制限され、蒸発器のコンパ
クト化が図れないという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、吸収
式冷凍機に用いる蒸発効率が高くコンパクトなプレート
型蒸発器を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、希吸収液から
冷媒蒸気を分離して濃吸収液を得る再生器と、前記冷媒
蒸気を冷却し、冷媒液を得る凝縮器と、冷媒液を減圧下
で蒸発させ、被冷却液を冷却する蒸発器と、蒸発器で発
生した冷媒蒸気を濃吸収液で吸収する吸収器とを含み、
吸収液を再生器と吸収器との間で熱交換器を介して循環
する吸収式冷凍機において、水平に波状の凹凸を有し、
両側部を閉じられた垂直な2枚の波板で構成され、上部
に冷媒液分散トレーが設けられ、冷媒液分散トレーから
冷媒液が、前記2枚の波板の外面に沿って流下し、2枚
の波板で挟まれた内部に、被冷却液が一方側上部から供
給され、他方側下部から排出されることを特徴とする吸
収式冷凍機のためのプレート型蒸発器である。 本発明に従えば、水平に波状の凹凸を有し、両側部を閉
じられた2枚の波板で構成されたプレート型蒸発器を用
い、プレートを冷媒蒸気の流れ方向と平行にできるの
で、冷媒蒸気通路の蒸発器出口の流速はどの部分も一定
であり、この流速を50m/sに設計すれば、プレート
間隔(隣接プレート型蒸発器との間隔)を14mm程度
と狭くできる。またプレートの外形が水平波状であるの
で、縦横同一の長さの平板と比較して同一面積で20〜
30%伝熱面積を増加できる。これらによって水平多管
式の従来型蒸発器に比して約1/2の大きさにできる。
【0006】また本発明は、前記2枚の波板が凹部同志
および凸部同志が相対するように組合わされ、被冷却液
通路に心材が配置されていることを特徴とする。 本発明に従えば、2枚の波板が凹部同志、凸部同志が相
対し、内部に心材が配置されているので、被冷却液の流
れに乱流を起こさせ伝熱性能を向上することができる。
また心材は、補強材としても作用し、蒸発器内外面の大
きい圧力差(たとえば外面0.01気圧、内面6〜8気
圧)に耐える。
【0007】また本発明は、前記波板の外面が鉄めっき
され、または銅の微粉を溶射されていることを特徴とす
る。 本発明に従えば、鉄めっきされ、または銅の微粉を溶射
された表面は、そこに滴下された冷媒液の拡がりを促進
する。冷媒液は蒸発によってその量が次第に減少するの
で、下層になるに従い、冷媒液が全体に拡がらないおそ
れがある。冷媒液の滴下する外面に、鉄めっきが施さ
れ、または銅の微粉が溶射されていると、冷媒液の拡が
りが促進され、冷媒液の蒸発が容易となる。これによっ
て熱貫流率を3000kcal/m2h℃以上に確保で
きる。 蒸発器の材質は、本発明では、特に限定されないが、熱
伝導率の高い金属製であることが好ましく、水平多管式
の冷却管と同様に銅製であることが好ましく、鉄めっき
や銅の微粉の溶射は銅の表面に行われる。
【0008】また本発明は、前記冷媒液分散トレーが樋
状であり、両側面上部に多数のスリットが等間隔で上下
方向に設けられていることを特徴とする。 本発明に従えば、冷媒液分散の方法が樋状トレーであっ
て、両側面上部に多数のスリットが等間隔に設けられて
いる。この樋状トレーに冷媒液が供給されるので、スリ
ットから冷媒液が均等に波板の外面に流下し、冷媒蒸気
が効率よく蒸発する。また従来技術のように冷媒液が蒸
発器の上部から噴射されるものに比し、冷媒液が吸収器
側へ流出することが防がれる。
【0009】また本発明は、前記波板が、ピッチ2〜5
mm、波の深さ0.5〜2mm、凸部の曲げ半径0.2
〜2mmであることを特徴とする。 本発明に従えば、波板の好ましい形状が示されている。
この形状は、本発明者らが実験の結果求めたもので、蒸
発効率を高く保ち、かつ加工のし易いものである。な
お、この形状では、蒸発しない冷媒液が波板の外面から
離脱することがなく、前記外面の処理とともに外面全体
が濡れる。
【0010】また本発明は、前記冷媒液分散トレーに
は、0.5〜1.5mmのスリットが5〜20mm間隔
で設けられることを特徴とする。 本発明に従えば、冷媒液分散トレーの好ましい形状が示
されている。この形状は、本発明者らが実験の結果求め
たもので、この範囲で冷媒液が水平方向に均等に波板外
面を流下する。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明を実施の形態によってより
具体的に説明する。なお吸収式冷凍機の構成は、図1に
基づいて従来技術で説明したものと同一である。
【0012】図2は本発明のプレート型蒸発器21の正
面図、図3は平面図、図4は一部拡大断面図である。2
枚の波板22a,22bは、凹部同志、凸部同志が対向
するように設けられ、両側部23a,23bが閉じられ
ている。また上部は被冷却液入口ヘッダ24を形成して
おり、下部も同様の被冷却液出口ヘッダ25を形成して
いる。被冷却液は、被冷却液供給管27から冷却水入口
ヘッダ24に入り、2枚の波板22a,22bの間を下
降し、被冷却液出口ヘッダ25から被冷却液排出管26
へ導かれる。
【0013】一方、冷媒液は、被冷却液入口ヘッダ24
の上部に設けられた樋状の冷媒液分散トレー28に供給
され、トレー28に設けられたスリット29から、波板
の外側に沿って均一の厚さの膜状に流下しながら蒸発
し、その蒸発潜熱によって、2枚の波板22a,22b
間を下降する被冷却液を冷却する。
【0014】蒸発器21は、図3に示すように複数枚が
矢符31で示す冷媒蒸気の流れる方向に平行に設けられ
る。蒸発器21の大きさは、たとえば幅A=315m
m、縦B=417.5mmとされ、1枚で1RT(冷凍
トン)の蒸発器として用いられる。したがって100R
Tの吸収式冷凍機に対しては、図3の5枚並べられたも
のが、その20倍の100枚並ぶことになる。
【0015】図5は、本発明の蒸発器21に用いる波板
の形状を示す断面図である。2枚の波板22a,22b
の内面を被冷却液が下降し、冷媒液は波板22a,22
bの外面を波板22a,22bに沿って流下する。図5
では、波板22b上の冷媒液膜は省略してある。一般の
吸収式冷凍機の冷媒液には、水が用いられる。水である
冷媒液に対し波板22a,22bの上向きの部分32a
と下向の部分32bとで略等しい厚さの冷媒液の膜を作
るために種々の形の波板について実験をして、波板のピ
ッチP=2〜5mm、好ましくは3〜4mm、波の深さ
h=0.5〜2mm、好ましくは0.7〜1.5mm、
山部曲げ半径r=0.2〜2mm、好ましくは1.0m
mを得た。
【0016】図6は、本発明の蒸発器21に用いる冷媒
液分散トレーの溝の形状を示す正面図である。水である
冷媒液を用いて流下実験を行った結果、スリット幅W=
0.5〜1.5mm、好ましくは1mm、スリット間隔
S=5〜20mm、好ましくは10〜15mmのもの
が、冷媒液が蒸発器21の幅方向に均一な厚さの膜を作
ることが判明した。
【0017】図5に示すように、被冷却液通路には、心
材35が上下方向に設けられており、凹部同志が対向す
る部分には邪魔板36が設けられている。邪魔板36に
よって被冷却液の上下方向の流れが制限される。図7
は、図6の切断面線VII−VIIによる断面図であ
る。心材35は、波板22a,22bの凸部が相対する
部分で、ダンボール状に屈曲し、波板22a,22bの
形を保持するとともに、被冷却液の幅方向の流れを制限
する。心材35と邪魔板36とによって被冷却液は、そ
の流れが制限され乱流となり伝熱効率を上昇する。
【0018】また本発明の吸収器は、たとえば1RT当
り1枚または2RT当り1枚という設計にでき、多量生
産でコストダウンを図ることができる。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、吸収式冷
凍機の蒸発器の大きさを、約半分にでき、吸収式冷凍機
の大きさを大幅に縮小できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】吸収式冷凍機1の原理を説明するための系統図
である。
【図2】本発明の一実施例の吸収式冷凍機のためのプレ
ート型蒸発器21の正面図である。
【図3】蒸発器21の平面図である。
【図4】蒸発器21の上部の部分断面図である。
【図5】蒸発器21の波板22a,22bと心材35と
邪魔板36との関係を示す拡大断面図である。
【図6】冷媒液分散トレー28の拡大正面図である。
【図7】図5の切断面線VII−VIIによる断面図で
ある。
【符号の説明】
1 吸収式冷凍機 2 再生器 4 凝縮器 7 蒸発器 8 吸収器 21 本発明の一実施例のプレート型蒸発器 22 波板 23 側部 26 被冷却液排出管 27 被冷却液供給管 28 冷媒液分散トレー 29 スリット 35 心材 36 邪魔板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−118708(JP,A) 特開 平6−34239(JP,A) 特開 平6−42837(JP,A) 特開 昭55−3512(JP,A) 実開 昭58−55262(JP,U) 特表 昭61−502141(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 39/02

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 希吸収液から冷媒蒸気を分離して濃吸収
    液を得る再生器と、前記冷媒蒸気を冷却し、冷媒液を得
    る凝縮器と、冷媒液を減圧下で蒸発させ、被冷却液を冷
    却する蒸発器と、蒸発器で発生した冷媒蒸気を濃吸収液
    で吸収する吸収器とを含み、吸収液を再生器と吸収器と
    の間で熱交換器を介して循環する吸収式冷凍機におい
    て、 水平に波状の凹凸を有し、両側部を閉じられた垂直な2
    枚の波板で構成され、上部に冷媒液分散トレーが設けら
    れ、冷媒液分散トレーから冷媒液が、前記2枚の波板の
    外面に沿って流下し、 2枚の波板で挟まれた内部に、被冷却液が一方側上部か
    ら供給され、他方側下部から排出されることを特徴とす
    る吸収式冷凍機のためのプレート型蒸発器。
  2. 【請求項2】 前記2枚の波板が凹部同志および凸部同
    志が相対するように組合わされ、被冷却液通路に心材が
    配置されていることを特徴とする請求項1記載の吸収式
    冷凍機のためのプレート型蒸発器。
  3. 【請求項3】 前記波板の外面が鉄めっきされ、または
    銅の微粉を溶射されていることを特徴とする請求項1ま
    たは請求項2記載の吸収式冷凍機のためのプレート型蒸
    発器。
  4. 【請求項4】 前記冷媒液分散トレーが樋状であり、両
    側面上部に多数のスリットが等間隔で上下方向に設けら
    れていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれ
    か1項に記載の吸収式冷凍機のためのプレート型蒸発
    器。
  5. 【請求項5】 前記波板が、ピッチ2〜5mm、波の深
    さ0.5〜2mm、凸部の曲げ半径0.2〜2mmであ
    ることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項
    に記載の吸収式冷凍機のためのプレート型蒸発器。
  6. 【請求項6】 前記冷媒液分散トレーには、0.5〜
    1.5mmのスリットが5〜20mm間隔で設けられる
    ことを特徴とする請求項4記載の吸収式冷凍機のための
    プレート型蒸発器。
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